DE3016810A1

DE3016810A1 - Rasterbildschirm

Info

Publication number: DE3016810A1
Application number: DE19803016810
Authority: DE
Inventors: Renate 7910 Neu-Ulm Rettich; Wilhelm Dipl.-Phys. Dr. 7900 Ulm Schwedes
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-05-02
Filing date: 1980-05-02
Publication date: 1982-02-04

Description

Rasterbildschirm
Die Erfindung betrifft einen Rasterbildschirm mit einer Vielzahl leuchtender Bildpunkte.
Das Bild ergibt sich bei einem solchen Schirm als Summe der einzelnen Punkte. Die Punkte können z. B. als mit Leuchtstoff beschichtete Gasentladungszellen ausgebildet sein.
Bei solchen als Beispiel angeführten Gasentladungszellen als Bildpunkte verläßt das Lumineszenzlicht äe nach Zellengeometrie die Gasentladungszelle mit unterschiedlicher Winkeiverteilung. Dabei wird ein wesentlicher Teil des Lichts nicht zum Betrachter hin abgestrahlt.
Gewünscht ist eine Lichtverteilung, bei der der weitaus größte Teil des Lichtes in Richtung des Beobachters emittiert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rasterbildschirm der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem der größte Teil des von den Bildpunkten emittierten Lichts in Richtung zum Beobachter emittiert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Rasterbildschirm mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die bündelnden optischen Elemente vor den Bildpunkten verändern die Lichtverteilung durch Bündelung in einer für Sammellinsen allgemein bekannten Weise. Durch die Linsen erscheint der Bildpunkt oder Teile desselben vergrößert, aber mit gleicher Leuchtdichte wie der Lichtpunkt ohne Linse. Bei gleicher Leuchtdichte sieht der Beobachter also einen vergrößerten leuchtenden Bereich.
Eine in gewisser Hinsicht ähnliche Anordnung findet sich bei den Halbleiterleuchtdioden, wo durch Umhüllung der Dioden mit Material hoher Brechkraft und durch eine bestimmte Formgebung dieses umhullenden Materials erreicht wird, daß das Licht verstärkt in einem bestimmten Winkelbereich ausgestrahlt wird Das Ummantelungsmaterial. das meist als Halbkugel über der l-icEtemittier-enden Diode -aufgebaut ist, wirkt als Lupe, durch die der Beobachter den emittierenden -Bereich sieht.
Die gemäß der Erfindung vorgesehenen optischen Elemente weisen vorteilhafterweise die Form einer sphärischen Linse oder einer Zylinderlinse auf. Da nur eine Bünaelung-des Lichtes zum Beobachter, Jedoch keinesfalls eine Abbildung der Lichtquelle angestrebt wird ist es ausreichend, wenn die form der optischen Elemente einer spharischen oder Zylinderlinse l-edigli-ch angenähert ist. Bei einem Gasentladungsschirm sind die sph-arischen Linsen so sauber jeder Gasentladungszelle angeordnet, daß deren Achsen mit der der Entladungszelle zusammenfällt. Die Verwendung sphärischer Linsen bewirkt sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung eine Bündelung des emittierten Lichts (FIG. 2).
Um in horizontaler Richtung die Lichtverteilung nicht zu beeinflussen, können zylinderförmige Linsen vorgesehen sein, wobei die Achsen der Linsen horizontal verlaufen und jeweils über der Mitte der Bildpunkte liegen (FIG. 3).
Dadurch wird nur das nach oben (zur Decke) und nach unten (zum Boden) hin abgestrahlte Licht in Richtung auf den Beobachter gebündelt. Dies ist von Vorteil, wenn gefordert wird, daß auch bei einer seitlichen Bewegung des Beobachters die Lichtverteilung sich nicht stark verändern soll. Die Lichtverteilung in horizontaler Richtung ist in diesem Fall durch die Abstrahlungsgeometrie des Bildpunktes, beispielsweise der Entladungszelle, gegeben.
Bei der Verwendung von Zylinderlinsen kann es fertigungstechnisch von Vorteil sein, eine zylinderförmige Linse L jeweils über mehrere Bildpunkte P zu erstrecken (FIG. 3).
Dies setzt natürlich voraus, daß diese mehreren Bildpunkte in einer Reize liegen.
Bei einem Gasentladungsanzeigeschirm beispielsweise befindet sich vor der Rasterpiatte R mit den Bildpunkten noch ein-ebene Frontscheibe F. Bei nicht allzu dicker Frontscheibe in Bezug zur Größe d-es Bildpunktes (mögliche Parallaxe ist eine Anordnung der Linsen auf der Frontscheibenaußenseite günstig (IG. 4 . Der Durchmesser der sphkrischen tzw. die Breite der Zylinderlinsen entspricht dann etwa dem Rastermaß der Bildpunkte auf der Raste-riate.
Ist der Beobachtungswinkel des Rasterschirms durch die Parallaxe stark eingeschränkt, so können die Linsen auf der Frontscheibeninnenseite aufgebracht werden (FIG. 2).
Die Größe des Linsendurchmessers bzw. der Linsenbreite kann zwischen der Bildpunktbreite und dem Rastermaß der Bildpunkte liegen. Die Brennweite der Linsen ist so zu wählen, daß die lichtemittierenden Punkte vergrößert werden. Uber den Krummungsradius der Linsen kann die Brennweite dieser eingestellt werden. Sehr kurze Brennweiten sind verbunden mit einer starken Krümmung der Linsenoberfläche. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht daher vor, sowohl an der Außenseite als auch an der Innenseite der Frontscheibe einander zugeordnete Linsen anzuordnen und so die bündelnde Wirkung auf jeweils zwei optische Elemente zu verteilen.
Als besonders vorteilhaft ist es anzusehen, daß die sphäriscnen oder Zylinderlinsen plankonvex ausgebildet sind, und mit der planen Seite fest mit der ebenen Frontscheibe verbunden sind. Um störende optische Erscheinungen an der Grenzfläche zwischen Linse und Frontscheibe, wie z. B. Reflexion, weitgehend zu vermeiden, ist es günstig, wenn das Material der Linsen einen möglichst geringen Brechungsindexunterschied zum Material der Frontscheibe aufweist.
Bei einer farbigen Bilddarstellung mit roten, grünen und blauen Bildpunkten sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, die Linsen vor den Bildpunkten einer Farbe oder mehrerer Farben aus solchem Material herzustellen, daß die Linsen für die Lichtemission des Bildpunktes transparent sind. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft aus bei Gasentladungsanzeigen, da hierbei die Farbe des Bildpunktes charakterisiert ist durch die Lumineszenz des verwendeten Leuchtstoffs, andererseits aber die Gasentladung selbst noch Emissionen im Sichtbaren aufweist. Werden die Gasentladungsemissionen im Sichtbaren, die nicht energiegleich mit dem Lumineszenzlicht des Leuchtstoffes sind nicht ausgefiltert, so kann dies zu einer Entsättigung der jeweiligen Farbe des Leuchtstoffes führen.
Als vorteilhaftes Herstellungsverfahren zur Erzeugung der optischen Elemente hat sich das Siebdruckverfahren erwiesen. Hierbei wird eine siebdruckfähige, Glasmehl enthaltende Paste an den entsprechenden Stellen auf die Frontscheibe gedruckt (eventuell mehrere Drucke übereinander mit entsprechenden Zwischentrocknungen bei 120 0C) und durch eine anschließende Wärmebehandlung bei -450 0C die organischen Bestandteile der Paste zersetzt und somit entfernt und dann das Glasmehl zu zylindrischen oder sphärischen Linsen erschmolzen. Die gedruckten Profile weichen nur wenig von den berechneten Profilen ab.

Claims

Patentansprüche 1.
Rasterbildschirm mit einer Vielzahl leuchtender Bildpunkte, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Bildpunkten optische Elemente so angeordnet sind, daß sie das von den Bildpunkten ausgehende Licht in Richtung des Beobachters bündeln 2.
Rasterbildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente die Form annähernd sphärischer Linsen aufweisen 3.
Rasterbildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente die Form annähernd zylinderförmiger Linsen aufweisend 4O Rasterbildschirm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylinderförmige Linse jeweils über mehrere Bildpunkte hinwegreichto
5. Rasterbildschirm nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Zylinderlinsen horizontal ausgerichtet sind und die Helligkeitsverteilung in Bewegungsrichtung des Beobachters nicht verändert wird.
6. Rasterbildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente plankonvex sind und mit der planen Seite fest mit der Frontscheibe verbunden sind.
7. Rasterbildschirm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der optischen Elemente einen möglichst geringen Brechungsindexunterschied zum Material der Frontscheibe aufweist.
8. Rasterbildschirm nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente auf der Frontscheibenaußenseite angeordnet sind.
9. Rasterbildschirm nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente auf der Frontscheibeninnenseite angeordnet sind.
10. Rasterbildschirm nach Anspruch 6 oder Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite der Frontscheibe angeordnet sind.
11. Rasterbildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer farbigen Bilddarstellung entweder vor den Bildpunkten einer Farbe oder mehrerer Farben (blau, grün, rot) die Linsen für die Lichtemission des Bildpunktes transparent sind und mindestens einen Teil des übrigen Spektralbereichs ausfiltern.
12. Verfahren zur Herstellung eines Rasterbildschirms nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine siebdruckfähige, Glasmehl enthaltende Paste im Siebdruckverfahren in einem oder mehreren Schritten mit entsprechender Zwischentrocknung auf die Frontscheibe an den entsprechenden Stellen aufgebracht wird, und durch eine anschließende Wärmebehandlung die organischen Bestandteile der Paste zersetzt und somit entfernt und die optischen Elemente aus dem Glasmehl erschmolzen werden.